Menéame

Forscher an der Polytechnischen Universität Madrid (UPM) und der Universität Carlos III. in Madrid (UC3M) haben ein neues Satellitensystem entwickelt und patentiert, das Erzeugung von elektrischer Leistung und Schub an Bord ohne Verwendung von Wolfram. Diese Innovation, die zu zwei nationalen Patenten geführt hat, hat das Interesse der Europäische Weltraumorganisation und der Raumfahrtindustrie.

Das System basiert auf dem sogenannten "Raummagnet mit geringer Arbeitsfunktion," einem etwa 2 cm breiten Aluminiumband, 50 μm dick und mehreren Kilometern lang, das mit einer dünnen Schicht eines Materials bedeckt ist, das die Elektronenausstrahlung erleichtert, wenn es von der Sonne erleuchtet und erhitzt wird. Das Band, das während des Starts auf einer Haspel gerollt ist, wird einmal in der Umlaufbahn gezeigt. Dank eines elektrodynamischen Effekts erzeugt der Liegeplatz passive Nutzleistung an Bord, während die Höhe der Satellitenumlaufbahn sinkt. Wenn es mit einer Energiequelle ausgestattet ist, erscheint eine Kraft auf dem Anker, die die Höhe des Satelliten erhöht. "Es handelt sich um eine Technologie mit einem hohen disruptiven Potenzial, denn sie ermöglicht die Umwandlung von Orbitalenergie in elektrische Energie und umgekehrt ohne jegliche Art von Verbrauchsmaterial," erklärt einer der Patentautorinnen Gonzalo Sánchez Arriaga, Forscher Ramón und Cajal der Abteilung für Biotechnik und Luft- und Raumfahrttechnik der UC3M. "Im Gegensatz zu den heutigen Antriebssystemen braucht ein schwach funktionierender Raumanschluß keine SWR und nutzt natürliche Ressourcen aus der Weltraumumgebung wie geomagnetisches Feld, ionosphärisches Plasma und Sonnenstrahlung," fügt er hinzu.

Nationale Patente

Die beiden Patente, genannt'Elektronenstromgenerator für Satelliten mit schwimmenden elektrodynamischen Leitern' und 'Elektro-Antriebssystem für Satelliten mit schwimmenden elektrodynamischen Leitern', arbeiten mit Hilfe eines elektrodynamischen Effekts, der als Lorentz Bremse bekannt ist.

Im täglichen Leben sind wir mit aerodynamischer Bremse vertraut, aber die von Lorentz kann auch leicht beobachtet werden, wenn man einen Magneten in ein Kupferrohr fallen lässt. "Die Raumanlegestellen werden seit Jahrzehnten erforscht und sind in über zwanzig Weltraummissionen geflogen. Die Patentschemata betrachten Fotoelektronen, die natürlicherweise von der Liegeplatze ausstrahlen, wenn sie von der Sonne erleuchtet werden, zum ersten Mal und verhindern so den Einsatz aktiver Elektronen-Emitter. Wir glauben, dass dies eine sehr wichtige Vereinfachung ist, die zur Entwicklung der Ankertechnologie beitragen kann," so Claudio Bombardelli von der UPM-Forschungsgruppe für Weltraumdynamik.

Mögliche Anwendungen

Das System bietet während der Deorbition des Satelliten nützliche Energie in der Umlaufbahn, d. h. die Höhe der Umlaufbahn wird verringert, bis sie wieder in die Atmosphäre eindringt und verbrannt wird. In diesem Sinne "ist diese Technologie ideal für die Entsorgung von Weltraummüll," so die Forscher. Wenn der Satellit an Bord fähig ist, kann der Anker auch umgekehrt funktionieren und einen Schub erzeugen, der die Höhe des Satelliten erhöht. "Dies ist besonders interessant für die Internationale Weltraumstation, da zur Zeit eine beträchtliche Menge an THG regelmäßig eingesetzt werden muss, um einen Schub zu erzeugen, der die verlorene Höhe durch den aerodynamischen Widerstand ausgleicht," so Gonzalo Sánchez Arriaga. "Mit den in den Patenten vorgeschlagenen Systemen könnte man diesen Widerstand ausgleichen, ohne dass man einen Strom benötigen würde, und die Energie, die von den Solarzellen der Station bereitgestellt wird," fügt er hinzu.

Aufgrund ihrer Einfachheit, ihres passiven Charakters und ihres Fehlens an Verbrauchsmaterialien sind Liegeplätze mit geringer Arbeitsfunktion eine ideale Technologie als System zur Erzeugung von Energie und Antrieb in der Umlaufbahn, wie Forscher sagen. Die Forscher haben der Europäischen Weltraumorganisation Informationen über Liegeplätze mit geringer Arbeitsfunktion übermittelt und sind mit Experten in den USA und Japan in Kontakt. Darüber hinaus haben Unternehmen aus der Luft- und Raumfahrtindustrie wie SENER Interesse an dieser Innovation bekundet.

Die nächsten Schritte umfassen die Ausweitung der Patente auf die europäische Ebene und die Einführung kleiner Prototypen. "Die größte Herausforderung besteht darin, dass die Leine sehr konkrete optische und elektronische Sendeeigenschaften aufweisen muss," sagt Sánchez Arriaga. "Das spanische Ministerium für Wirtschaft, Industrie und Wettbewerbsfähigkeit hat uns gerade eine kleine Hilfe bei der Erforschung sehr vielversprechender Materialien gewährt. Wir koordinieren auch ein internationales Konsortium, das der Europäischen Kommission gerade einen FET-OPEN-Vorschlag vorgelegt hat. Wenn es sich um das Gründungsprojekt für Liegeplätze mit geringer Arbeitsfunktion handeln würde, da das erste Projekt tatsächlich hergestellt und zum ersten Mal ein auf dieser Technologie basierendes Desorbitat-Kit vorbereitet würde, das auf einer Weltraummission getestet werden könnte," schließt er.

Patentreferenz:

"Umlaufbahnantrieb mit schwimmenden Leiterkabeln" Autoren: Claudio Bombardelli, Gonzalo Sanchez Arriaga. Mitinhaber: Polytechnische Universität Madrid und Universität Carlos III in Madrid. Patent ES2569540, WO2017081351

"System zur Erzeugung von elektrischer Leistung im Orbit durch schwimmende Leitungskabel" Autoren: Claudio Bombardelli, Gonzalo Sanchez Arriaga. Mitinhaber: Polytechnische Universität Madrid und Universität Carlos III in Madrid. Patent ES2562713, WO2017081350

_________________________________________

Polytechnische Universität Madrid

Un total de 105 estudiantes de Ingeniería de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) participaron los días 2 y 3 de octubre en la quinta edición del Navarra Talent Challenge, una iniciativa que les enfrentó durante 24 horas a ocho desafíos reales planteados por empresas industriales de Navarra. El certamen, impulsado en el marco de la Cátedra Colegio de Ingenieros...

Madrid se convertirá los próximos 28 y 29 de octubre en punto de encuentro internacional de la ingeniería y las infraestructuras con la celebración del World Infrastructure Forum (WIF), una cumbre que reunirá a más de 350 líderes procedentes de más de 40 países y a más de 50 ponentes para analizar los grandes desafíos que determinarán el futuro de...

Smart City Expo World Congress 2026(SCEWC) es el evento internacional más influyente sobre innovación urbana y ciudades inteligentes. Se celebra del 3 al 5 de noviembre de 2026 en el recinto Gran Via de Fira Barcelona, bajo el lema "Urban Solutions. Real Impact". El congreso reúne a más de 27.000 profesionales, 1.100 expositores y 600 expertos globales de 130 países...

Mateu Oliver Montserrat, vicepresidente segundo del Consejo General de Colegios Oficiales de Ingenieros Industriales (CGCOII) y decano del Colegio Oficial de Ingenieros Industriales de Baleares, ha sido elegido presidente de EUREL, la organización europea que reúne a asociaciones profesionales de ingeniería y promueve la cooperación entre sus miembros y la representación de la profesión ante las instituciones europeas. La elección...

Die Entscheidung des Obersten Gerichtshofs von Xustiza de Galicien (TSXG) zur Anwendung der Doktrin des Obersten Gerichtshofs und zur Ablehnung der Klage gegen die Vorabgenehmigung und den Bau des Windparks Bustelo war die Hauptrolle bei der Eröffnung der XIII Windtag Wind Galicien 2026, im Forum gerahmt Energy Days Diese Informationen wurden sowohl vom Cluster der erneuerbaren Energien Galiciens (Cluergal) als...